DE1287197B

DE1287197B - Control arrangement for inverters with control means to secure a desired safety angle

Info

Publication number: DE1287197B
Application number: DEA47778A
Authority: DE
Inventors: Ekstroem Ake
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1963-12-09
Filing date: 1964-12-04
Publication date: 1969-01-16
Also published as: BE656876A; AT245685B; CH416815A; JPS4330253B1; GB1079546A; US3358211A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuer- _; Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum zeitanordnung für Wechselrichter, die zwecks Siehe- weiligen Vergrößern des Sicherheitswinkels sowohl rung eines gewünschten Sicherheitswinkels in Ab- bei großen Abweichungen von einer sinusförmigen hängigkeit von den Kommutierungsspannungen und stationären Kommutierungsspannung wie auch bei vom Gleichstrom des Wechselrichters Impulse für 5 großen Frequenzabweichungen von der Nennfrequenz die Einleitung der Kommutierung zwischen den der Kommutierungsspannung. Das Prinzip der Erfinverschiedenen Ventilstrecken des Wechselrichters dung ist hierbei, eine Zusatzgröße bei solchen Abableitet, weichungen zu erhalten, die zu der Spannung addiert Bei einem Wechselrichter muß jede Kommutierung wird, die den Belastungsstrom des Stromrichters anzwischen zwei Ventilstrecken eine gewisse Zeit, bevor io gibt, wodurch das Steuergerät die auftretenden Spandie Kommutierungsspannung für die beiden Ventil- nungen so auffaßt, als ob der Belastungsstrom des strecken Null geworden ist, abgeschlossen werden, Stromrichters größer wäre als in Wirklichkeit. In dieum zu vermeiden, daß die erloschene Ventilstrecke ser Weise werden die Zündimpulse für die verschiewieder zündet, wenn die genannte Kommutierungs- denen Ventilstrecken früher abgegeben, als es der spannung ihre Polarität ändert. Ein Steuergerät für 15 Fall wäre, wenn die genannte Zusatzgröße nach der diesen Zweck ist beispielsweise notwendig in der Erfindung nicht vorhanden gewesen wäre. Folglich Wechselrichterstation einer Kraftübertragung mit läßt die Erfindung zu, daß der Sicherheitswinkel des hochgespanntem Gleichstrom, wenn diese Station auf Wechselrichters bei Normalbetrieb ohne das Risiko einen gewünschten Sicherheitswinkel gesteuert wird. einer Rückzündung verhindert werden kann, wo-Die Erfindung ist für jede Form von Steuergeräten 20 durch der Bedarf des Wechselrichters an Blindleistung anwendbar, bei der ein gewisser gewünschter Sicher- sinkt.The invention relates to a control _; The invention relates to an arrangement for the timing arrangement for inverters, which for the purpose of increasing the safety angle both tion of a desired safety angle in ab- with large deviations from a sinusoidal dependence on the commutation voltages and stationary commutation voltage as well as with the DC current of the inverter pulses for 5 large Frequency deviations from the nominal frequency initiate commutation between that of the commutation voltage. The principle behind the invention of various valve sections of the inverter is to obtain an additional variable for such derivation, which is added to the voltage. as a result of which the control unit interprets the occurring commutation voltage for the two valves as if the load current of the stretch had become zero, the converter would be greater than in reality. In order to avoid that the extinguished valve path in this way, the ignition pulses for the various are re-ignited if the said commutating valve paths are emitted earlier than the voltage changes its polarity. A control unit for the case would have been if the mentioned additional variable according to which this purpose is necessary, for example, would not have been present in the invention. Consequently, with a power transmission inverter station, the invention allows the safety angle of the high voltage direct current when this station is controlled to a desired safety angle during normal operation without the risk of this inverter station. A backfire can be prevented where the invention can be used for any form of control device 20 due to the need of the inverter for reactive power, at which a certain desired safety level is reduced.

heitswinkel dadurch gesichert wird, daß aus der Steueranordnungen zur Sicherung eines gewissen Kommutierungsspannung des Wechselrichters und Sicherheitswinkels auch bei Störungen sind an und dem Gleichstrom Zündimpulse für die Ionenventile für sich schon bekannt und arbeiten durch Messung des Wechselrichters hergeleitet werden. Ein solches 25 des Sicherheitswinkels bei jeder Kommutierung, so Steuergerät kann mit einem Organ ausgerüstet sein, daß, wenn der Sicherheitswinkel einen gewissen SoIldas in jedem Augenblick das Zeitintegral der in Frage wert unterschreitet, die Kommutierungen früher einstehenden Kommutierungsspannung vom aktuellen geleitet werden. Die Änderung des Steuerwinkels wird Augenblick bis zum gewünschten Zeitpunkt für den aber dabei verzögert, bis die Messung des Sicherheits-Abschluß der Kommutierung bestimmt, sowie mit 30 winkeis ausgeführt ist, und bei Spannungsänderungen einem Organ für die Messung des Gleichstroms des mit großen Zeitableitungen kann somit der Sicher-Stromrichters. Weiter enthält ein solches Steuergerät heitswinkel zu klein werden, ehe der Steuerwinkel geein vergleichendes Organ, das Impulse für die Ein- ändert ist. Nach der Erfindung werden dagegen die leitung der Kommutierung in dem Augenblick, wenn Störungen der Kommutierungsspannungen abgetastet, das genannte Zeitintegral und der Belastungsstrom 35 so daß der Steuerwinkel unmittelbar korrigiert werdes Stromrichters in einem gewissen Verhältnis zu- den kann.angle is secured by the fact that from the control arrangements to secure a certain The commutation voltage of the inverter and the safety angle, even in the event of faults, are on and the direct current ignition pulses for the ion valves already known and work by measurement of the inverter. Such a 25 of the safety angle for each commutation, see above Control unit can be equipped with an organ that, if the safety angle a certain soIldas at every moment the time integral falls below the value in question, the commutations occur earlier Commutation voltage are conducted from the current one. The change in the steering angle will Moment to the desired time for the but delayed until the measurement of the safety conclusion the commutation is determined, as well as executed with 30 angle, and with voltage changes an organ for measuring the direct current with large time derivatives can thus be the safe converter. Furthermore, such a control device contains unit angles that are too small before the control angle becomes common comparative organ that is the impetus for change. According to the invention, however, the conduction of the commutation at the moment when disturbances of the commutation voltages are scanned, said time integral and load current 35 so that the control angle is corrected immediately Converter in a certain proportion.

einander stehen, liefert. Beim Aufbau eines solchen Eine Steueranordnung nach der Erfindung setzt Steuergeräts hat es sich als praktisch und in den mei- Steuermittel zur Sicherung eines gewünschten Sichersten Fällen auch zulässig erwiesen, davon auszugehen, heitswinkels voraus, durch die den verschiedenen daß die Kommutierungsspannung sinusförmig ist. 40 Ventilstrecken des Wechselrichters die Kommutierung Wenn das genannte Verhältnis zwischen dem genann- einleitende, aus den Momentanwerten der Kommutieten Zeitintegral und dem Belastungsstrom derart ge- rungsspannungen und dem Gleichstrom des Wechselwählt ist, daß der Sicherheitswinkel nicht allzu knapp richters hergeleitete Impulse zugeführt werden. Eine bemessen wird, stellt man fest, daß ein solches Steuer- solche Anordnung ist erfindungsgemäß gekennzeichgerät auch bei kleineren Abweichungen von der Sinus- 45 net durch zusätzliche Steuermittel, die mit dem Wechform der Kommutierungsspannung zuverlässig funk- selstromnetz und den vorhandenen Steuermitteln vertioniert. bunden sind und eingangsseitig Resonanzkreise, die In Zusammenhang mit Fehlern und/oder Umschal- auf die gleiche Frequenz wie das Wechselstromtungen kann jedoch die sinusförmige Kommutierungs- netz abgestimmt sind und Bandfilter zwischen spannung mit Oberwellen überlagert werden, die eine 50 der Eingangs- und der Ausgangsseite der zufehlerhafte Berechnung des genannten Zeitintegrals sätzlichen Steuermittel für den Durchlaß abnor- und damit einen verminderten Sicherheitswinkel und maler Spannungen des Wechselstromnetzes bilden, in ungünstigen Fällen eine Wiederzündung der er- und ausgangsseitig Gleichrichter enthalten, die mit löschenden Ventilstrecke verursachen können. Ahn- den Steuermitteln in solcher Weise verbunden sind, liehe Verhältnisse treten bei Änderungen der Fre- 55 daß eine Ausgangsspannung von den zusätzlichen quenz der Kommutierungsspannung auf. Auch bei Steuermitteln der Gleichstromeingangsspannung der kurzzeitigen Änderungen der Kommutierungsspan- Steuermittel zugesetzt wird. Die genannten Resonanznung hat es sich gezeigt, daß das Steuergerät in Ab- kreise, Reihen- oder Parallelresonanzkreise, können hängigkeit von den Zeitkonstanten der Eingangsfilter mit Transformatoren zusammengeschaltet sein, deren und der Phasendrehkreise einen falschen Zeitpunkt 60 Sekundärseiten die gewünschte Ausgangsspannung berechnen kann. Solche Möglichkeiten für Fehl- abgeben. Um kleine Störungen in den Kommutieberechnungen gibt es überall dort, wo Steuerimpulse rungsspannungen zu beseitigen, ist es bereits bekannt, von der Kommutierungsspannung hergeleitet werden. beim Anschluß der Kommutierungsspannung an das Um sich hiergegen zu sichern, kann man den im übliche Steuergerät einen Resonanzkreis einzuschal-Steuergerät eingestellten Sicherheitswinkel vergrö- 65 ten. Wenn ein solcher Resonanzkreis vorhanden ist, Bern, aber dadurch steigt der Bedarf des Wechsel- ist es zweckmäßig, die Transformatoren nach der Errichters an Blindleistung, auch die Beanspruchungen findung über diesen Kreis anzuschließen. Weiter ist es der Ventile werden größer, was ein Nachteil ist. vorteilhaft, die Ausgangsspannung der Transformato-stand each other, delivers. When building such a control arrangement according to the invention sets Control device has proven to be practical and in the mei- control means to ensure a desired safest Cases also proven admissible to assume heitswinkels advance by the various that the commutation voltage is sinusoidal. 40 valve sections of the inverter are responsible for commutation If the mentioned ratio is between the mentioned introductory one, from the instantaneous values of the commutation rivets Time integral and the load current such voltage voltages and the direct current of the alternating selected is that the safety angle not too tightly judge-derived pulses are fed. One is measured, it is found that such a control arrangement is marked according to the invention even with smaller deviations from the Sinus- 45 net by additional control means, which with the Wechform the commutation voltage reliable radio current network and the existing control means. are connected and on the input side resonance circuits, which in connection with errors and / or switching to the same frequency as the alternating current however, the sinusoidal commutation network can be matched and band filters between voltage are superimposed with harmonics, which are a 50 of the input and the output side of the accidentally faulty Calculation of the mentioned time integral additional control means for the passage abnormal and thus create a reduced safety angle and lower voltages of the AC network, in unfavorable cases a re-ignition of the input and output side rectifiers that contain can cause extinguishing valve range. Aware of the tax means are connected in such a way, The situation arises when the frequency changes that an output voltage of the additional frequency of the commutation voltage. Even with control means of the DC input voltage of the brief changes in the commutation chip control means is added. The mentioned resonance it has been shown that the control unit can operate in loops, series or parallel resonance circuits dependent on the time constants of the input filter with transformers connected together, whose and the phase rotation circles a wrong time 60 secondary sides the desired output voltage can calculate. Such opportunities for false deliveries. About small disturbances in the commutation calculations is there anywhere where control pulses are used to eliminate voltage, it is already known can be derived from the commutation voltage. when connecting the commutation voltage to the To protect yourself against this, you can connect the control device to a resonance circuit in the usual control device increase the set safety angle. If such a resonance circuit is available, Bern, but this increases the need for the change - it is advisable to use the transformers after the installer to reactive power, also to connect the stress finding via this circuit. It is further the valves get bigger, which is a disadvantage. advantageous, the output voltage of the transformer

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ren gleichzurichten, wenn die Spannung, die den Das Organ 8, das am Netz 10 angeschlossen ist, leitet Gleichstrom des Wechselrichters angibt, eine Gleich- für jedes Ventil eine Größe aus den am Wechselspannung ist. richter angeschlossenen Wechselspannungen her. DiesRectify ren when the voltage that the organ 8, which is connected to the network 10, conducts Direct current of the inverter indicates a direct current for each valve a value from the alternating voltage is. AC voltages connected to the rectifier. this

Wie erwähnt, kann man mit einem Resonanzkreis kann derart geschehen, daß aus jeder Kommutier kleinere Störungen der Kommutierungsspannung be- 5 rungsspannung zwischen zwei kommutierenden Venseitigen. Es kann deshalb zweckmäßig sein, vor- tilstrecken das Zeitintegral der Kommutierungsspanzusehen, daß die Anordnung nach der Erfindung in nung von jedem Augenblick bis zum gewünschten einem solchen Gebiet mit kleineren Störungen un- Zeitpunkt für den betreffenden Kommutierungswirksam ist und erst dann wirksam wird, wenn die abschluß hergeleitet wird. Während die vom Organ 7 Störungen einen gewissen Wert überschreiten, bei- io kommende Spannung demnach für sämtliche Ionenspielsweise, wenn die Frequenzveränderung 1 Prozent ventile im Stromrichter gemeinsam ist, muß das oder mehr beträgt. Zu diesem Zweck wird vor- Organ 8 für jedes Ionenventil eine Ausgangsspannung geschlagen, die Anordnung mit irgendeinem Organ liefern, die dem Zeitintegral der Kommutierungszum Festlegen eines gewissen Schwellenwertes zu ver- spannung zwischen dem betreffenden Ionenventil und sehen. Wenn die Sekundärseiten des Transformators 15 dem vorhergehenden Ventil entspricht. Wenn die an einem Gleichrichter angeschlossen sind, kann das Summe der Spannungen von den Organen 7 und 8 genannte Organ zweckmäßig aus einer Diode irgend- positiv wird, wird der Transistor 5 leitend, und ein einer Art mit einem gewissen Leitspannungsfall be- Strom durchfließt die Primärwicklung im Transstehen, formator 4, der dabei dem Gitter im Ionenventil einen As mentioned, one can do with a resonance circuit in such a way that from each commutator Minor disturbances in the commutation voltage between two commutating V-sides. It can therefore be useful to see the time integral of the commutation chip in advance, that the arrangement according to the invention in voltage from any moment to the desired such an area with minor disturbances un- effective time for the relevant commutation is and only takes effect when the conclusion is derived. While the organ 7 Disturbances exceed a certain value, the resulting voltage accordingly for all ion play modes, if the frequency change is 1 percent common to valves in the converter, it must or more. For this purpose, an output voltage is provided in front of element 8 for each ion valve beaten to supply the arrangement with some organ that corresponds to the time integral of the commutation Establishing a certain threshold value for stress between the relevant ion valve and see. When the secondary side of the transformer 15 corresponds to the previous valve. If the are connected to a rectifier, the sum of the voltages from organs 7 and 8 The said organ expediently becomes positive in some way from a diode, the transistor 5 becomes conductive and a a type with a certain control voltage drop

Zur Änderung des Sicherheitswinkels bei sich 20 Zündimpuls gibt. Durch zweckmäßige Dimensionieändernder Frequenz kann gesagt werden, daß der rung und Aufbau der Organe 7 und 8 ist es möglich, Sicherheitswinkel bei konstantem Steuerwinkel mit bei sich änderndem Gleichstrom und Kommutieabnehmender Frequenz zunimmt und mit zunehmen- rungsspannung des Stromrichters jederzeit eine Spander Frequenz sinkt. Dies beruht teils darauf, daß die nung zum Zünden der verschiedenen Ventile des Kommutierungszeit im wesentlichen unabhängig von 25 Stromrichters zu solchen Zeitpunkten zu geben, daß der Frequenz ist. Bei sinkender Frequenz wird des- jede Kommutierung in passender Zeit vor dem Nullhalb die relative Kommutierungszeit verkürzt, wobei durchhang der Kommutierungsspannung abgeschlosder Sicherheitswinkel bei konstantem Steuerwinkel sen wird, so daß es mit der beschriebenen Anordnung verlängert wird. Gleichzeitig wird jedoch die Anord- möglich ist, den Wechselrichter mit einem gewissen nung nach der Erfindung die Einleitung der Kommu- ₃₀ gewünschten Sicherheitswinkel zu betreiben,
tierung beschleunigen, was eine weitere Zunahme des Wenn man voraussetzt, daß die Kommutierungs-Sicherheitswinkels ergibt. Vor allem beruht jedoch spannung sinusförmig ist, kann das Organ 8 ganz eindie von einer Frequenzveränderung verursachte fach wie ein Phasendrehorgan aufgebaut werden, das Änderung des Sicherheitswinkels auf einer Phasen- die Kommutierungsspannung um 90° dreht, weil das drehung in den Organen, die die Steuerspannung er- ₃₅ Zeitintegral einer Sinusspannung mit Hinblick auf zeugen, und diese beiden Ursachen werden in der denselben Phasenwinkel eine Cosinusspannung ist. Regel zusammenwirken, so daß der Sicherheitswinkel Wie erwähnt, hat sich dies als praktisch und völlig sehr empfindlich für Frequenzveränderungen wird. ausreichend erwiesen, wenn man die Organe 7 und 8 Eine Zunahme des Sicherheitswinkels bei sinkender nur mit Hinblick auf einen annehmbar großen Sicher-Frequenz ist jedoch unnötig, weshalb vorgeschlagen ₄₀ heitswinkel einstellt.To change the safety angle, there is a 20 ignition pulse. By appropriately changing the dimensions of the frequency, it can be said that the structure and structure of the organs 7 and 8 make it possible to increase the safety angle at a constant control angle with a frequency that decreases with the changing direct current and commutation, and with increasing voltage of the converter a spander frequency decreases at any time. This is partly due to the fact that the voltage to ignite the various valves of the commutation time is essentially independent of the converter at such times that the frequency is. As the frequency decreases, each commutation is shortened in a suitable time before the zero half the relative commutation time, with the slack of the commutation voltage being completed the safety angle at a constant control angle, so that it is lengthened with the described arrangement. At the same time, however, the arrangement is possible to operate the inverter with a certain voltage according to the invention, the initiation of the communication _{30 desired safety angle,}
acceleration, which results in a further increase in the If one assumes that the commutation safety angle. Mainly, however, the voltage is sinusoidal, the organ 8 can be built up entirely in the fold caused by a frequency change like a phase rotating organ, the change of the safety angle on a phase- the commutation voltage rotates by 90 °, because the rotation in the organs that control the voltage ₃₅ Time integral of a sinusoidal voltage with regard to generate, and these two causes are in the same phase angle is a cosinus voltage. Usually cooperate so that the safety angle As mentioned, this has proven to be practical and completely very sensitive to frequency changes. proved to be sufficient if the organs 7 and 8 are used. However, an increase in the safety angle with decreasing only with a view to an acceptably high safety frequency is unnecessary, which is why it is proposed to set the safety angle _40.

wird, die Anordnung mit einem frequenzempfind- Bei Normalbetrieb kann man in der Regel damitis, the arrangement with a frequency-sensitive In normal operation you can usually use it

liehen Relais zu versehen, das bei sinkender Frequenz rechnen, daß die Kommutierungsspannung einiger-to provide borrowed relays, which calculate with falling frequency that the commutation voltage of some-

die Anordnung nach der Erfindung wegschaltet. Eine maßen sinusförmig ist. Dagegen kann die Kommutie-disconnects the arrangement according to the invention. A measured sinusoidal. In contrast, the commutation

andere Möglichkeit ist, das genannte Relais mit einem rungsspannung im Zusammenhang mit Fehlem undAnother possibility is to use the said relay with a voltage related error and

Wechselkontakt für einen Polwechsel der Spannung ₄₅ Umschaltungen mit Oberwellen überlagert werden,Changeover contact for a pole change of the voltage ₄₅ switchings are superimposed with harmonics,

von der Anordnung zu versehen. Dadurch wird es ge- die das Steuergerät nicht berücksichtigen kann undto be provided by the arrangement. As a result, it becomes known that the control unit cannot take into account and

maß der Erfindung möglich, die Zunahme des Sicher- eine solche Wirkung haben können, daß es demmeasure of the invention possible, the increase in safety can have such an effect that it is the

heitswinkels bei sinkender Frequenz zu vermeiden. Steuergerät nicht möglich ist, seinen Zündimpuls zuto avoid angle of incidence with decreasing frequency. Control unit is not able to control its ignition pulse

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeich- einem solchen Zeitpunkt abzugeben, daß eine fehler-The invention is to be given in the following on the basis of the drawing at such a point in time that an error

nung näher erläutert; in dieser zeigt 50 freie Kommutierung durchgeführt werden kann. Dasexplained in more detail; in this shows 50 free commutation can be carried out. That

F i g. 1 eine Steueranordnung mit einem Reihen- Resultat kann ein verminderter Sicherheitswinkel seinF i g. 1 a control arrangement with an in-line result may be a reduced safety angle

resonanzkreis nach der Erfindung, und in ungünstigen Fällen eine Wiederzündung desresonance circuit according to the invention, and in unfavorable cases a re-ignition of the

F i g. 2 einen Parallelresonanzkreis für eine ahn- erlöschenden Ventils. Im schlimmsten Fall wird dieF i g. 2 a parallel resonance circuit for an ahn- extinguishing valve. In the worst case, the

liehe Anordnung und Kommutierung ganz einfach nicht vollendet. Auchborrowed arrangement and commutation quite simply not completed. Even

F i g. 3 die Änderung des Sicherheitswinkels im 55 andere kurzzeitige Änderungen der Kommutierungs-Verhältnis zur Frequenz. Spannung können zur Folge haben, daß die Steuer-F i g. 3 the change in the safety angle in 55 other short-term changes in the commutation ratio to the frequency. Voltage can result in the control

F i g. 1 zeigt einen Wechselrichter 1 mit drei Ionen- anordnung einen falschen Zündzeitpunkt berechnet,F i g. 1 shows an inverter 1 with a three-ion arrangement calculated an incorrect ignition point,

ventilen und das Steuergerät für eines der Ventile, das dasselbe ist bei Frequenzabweichungen von der Nenn-valves and the control unit for one of the valves, which is the same in the event of frequency deviations from the nominal

mit einem Steuergitter 2 und einer Kathode 3 versehen frequenz des Netzes der Fall.provided with a control grid 2 and a cathode 3 frequency of the network the case.

ist, die an der Sekundärseite eines Gitterspannungs- 60 Um sich gegen solche Störungen zu sichern, sollis, which is on the secondary side of a grid voltage 60 In order to secure yourself against such disturbances

transformators 4 angeschlossen sind. Die Primärseite man, wie erwähnt, gemäß der Erfindung zu der Span-transformer 4 are connected. The primary side is, as mentioned, according to the invention to the span

dieses Gitterspannungstransformators ist an einer nung, die den Belastungsstrom des Stromrichters an-this grid voltage transformer is at a voltage that adjusts the load current of the converter.

Gleichspannungsquelle in Reihe mit einem Transi- gibt, eine Spannung addieren, die nur auftritt, wennDC voltage source in series with a transi- gives, adding a voltage that only occurs when

stör 5 angeschlossen. Am Steuerkreis dieses Transi- die Kommutierungsspannung wesentlich von ihremdisturb 5 connected. At the control circuit of this transi- the commutation voltage is significantly different from yours

stors sind zwei Organe 7 und 8 angeschlossen, von 65 Normalzustand abweicht, und die zur Folge hat, daßstors are connected to two organs 7 and 8, deviating from the normal state, and which has the consequence that

welchen das Organ 7 den Gleichstrom der Wechsel- die Steueranordnung einen anderen, vorzugsweisewhich the organ 7 the direct current of the alternating control arrangement another, preferably

richter im Hauptleiter 9 mißt. Das Organ 7 kann vor- höheren Gleichstrom als den wirklichen auffaßt undjudge in the main conductor 9 measures. The organ 7 can perceive a higher direct current than the real one

teilhaft nach Art eines Transduktors ausgeführt sein. dabei einen Befehl für eine frühere Einleitung derpartly be carried out in the manner of a transductor. thereby a command for an earlier initiation of the

Kommutierung gibt. Für diesen Zweck sind an der kann der Resonanzkreis 11, 12 über Widerstände an Netzspannung 10 Reihenresonanzkreise angeschlos- einen gemeinsamen Punkt geschaltet sein. Wie ersen, die Kondensatoren 11 und Drosselspulen 12 um- sichtlich, wird dies keine größere Änderung der fassen. Parallel mit jedem Resonanzkreis ist eine F i g. 1 ergeben.Commutation there. For this purpose, the resonance circuit 11, 12 can be connected via resistors Mains voltage 10 series resonance circuits connected to one common point. As first the capacitors 11 and inductors 12 carefully, this will not make a major change in the grasp. In parallel with each resonance circuit there is a F i g. 1 result.

Drosselspule in Reihe mit einem Widerstand 15 ge- 5 In gewissen Fällen kann es praktisch sein, einen schaltet. Diese Drosselspulen bilden gleichzeitig die getrennten Resonanzkreis 11 und 12 für das TransPrimärwicklungen 16 in einem System von Trans- formatorsystem 13 zu benutzen, auch wenn ein formatoren 13, deren Sekundärseiten an Gleichrich- ähnlicher Kreis schon vorhanden ist, um eine sinustern 14 angeschlossen sind. Die genannten Reihen- förmige Steuerfunktion für das Organ 8 zu schaffen, resonanzkreise 11,12 sind für die Normalfrequenz der io Man erhält dann zwei parallele Reihenresonanzkreise, Kommutierungsspannung abgestimmt, mit anderen einen für das Organ 8 und einen für die Speisung des Worten, für die Frequenz des Wechselstromnetzes. Transformatorsystems 13, die je für sich in Hinblick Solange also die Kommutierungsspannung normal ist, auf verschiedene Zwecke ausgeführt werden können, wird die Spannung über dem Resonanzkreis recht An Stelle von Reihenresonanzkreisen kann manChoke coil in series with a resistor 15 switches. These choke coils simultaneously form the separate resonance circuit 11 and 12 for the primary windings 16 to be used in a system of transformer system 13, even if one formators 13, the secondary sides of which are already present on a rectifier-like circle, around a sinusoid 14 are connected. To create the aforementioned series-shaped control function for organ 8, resonance circuits 11, 12 are for the normal frequency of the io. Two parallel series resonance circuits are then obtained, Commutation voltage matched, with others one for the organ 8 and one for the supply of the Words, for the frequency of the alternating current network. Transformer system 13, each for itself in terms of So as long as the commutation voltage is normal, different purposes can be carried out, the voltage across the resonance circuit is right. Instead of series resonance circuits one can

klein sein. Bei Störungen in der Kommutierungsspan- 15 Parallelresonanzkreise verwenden, wie aus Fig. 2 nung wird dagegen eine Spannung über den genann- hervorgeht, die eine Phase eines Parallelresonanzten Reihenresonanzkreis auftreten, die von den Wick- kreises zeigt. Dieser umfaßt eine Drosselspule 12', die hingen 16 zu der Sekundärseite des Transformator- mit einem Kondensator 11' parallel geschaltet ist. systems 13 übertragen und in den Gleichrichtern 14 Diese beiden Elemente sind an einer Phase des Netzes gleichgerichtet wird. Auf der Ausgangsseite dieser 20 10 und über einen Widerstand 15' an einem Punkt O Gleichrichter ist ein Glättungskondensator 17 und ein angeschlossen. Die Primärwicklung 16' des TransSpannungsteiler 18,19 angeordnet. Bei Störungen in formatorsystems 13 ist über den Widerstand 15' einder Kommutierungsspannung wird deshalb eine Span- geschaltet und somit in diesem Fall mit dem Resonung über dem Widerstand 19 auftreten, die zu der nanzkreis reihengeschaltet. Der Parallelresonanz-Spannung vom Organ 7 addiert wird, so daß die ge- 35 kreis ist für die Netzfrequenz abgestimmt und nannten Abweichungen der Kommutierungsspannung wird dabei normalerweise gegen die Netzspannung von der Steueranordnung wie eine Erhöhung des sperrend wirken, wobei die Spannung über dem Gleichstromes des Stromrichters aufgefaßt werden. Widerstand 15' Null wird. Erst bei Störungen wird Durch zweckmäßige Wahl der verschiedenen Korn- der Resonanzkreis 11', 12' etwa auftretende Oberponenten in der Anordnung kann man eine geeignete 30 wellen durchlassen, wobei das Transformatorsystem Zusatzspannung über dem Widerstand 19 erhalten 13 Spannung bekommt und in die Steuerung eingreift, und dadurch ein Beschleunigen der Zündimpulse. Um F i g. 3 zeigt eine Kurve I, die den Zusammenhangbe small. In the event of disturbances in the commutation voltage, use parallel resonance circuits, as shown in FIG. This comprises a choke coil 12 ', which is 16' connected in parallel to the secondary side of the transformer with a capacitor 11 '. systems 13 are transmitted and in the rectifiers 14 These two elements are rectified on one phase of the network. A smoothing capacitor 17 and a rectifier are connected on the output side of this 20 10 and via a resistor 15 'at a point O rectifier. The primary winding 16 'of the trans voltage divider 18,19 is arranged. In the event of malfunctions in the transformer system 13, a commutation voltage is therefore switched via the resistor 15 'and thus in this case the resonance occurs via the resistor 19, which is connected in series with the neutral circuit. The parallel resonance voltage from the organ 7 is added so that the circuit is matched to the line frequency and the deviations in the commutation voltage mentioned will normally act as an increase in the blocking against the line voltage of the control arrangement, the voltage being greater than the direct current of the Converter are understood. Resistance 15 'becomes zero. Only in the event of disturbances is it possible to pass a suitable wave through appropriate selection of the different components of the resonance circuit 11 ', 12' in the arrangement, whereby the transformer system receives additional voltage via the resistor 19 and intervenes in the control, and thereby an acceleration of the ignition pulses. To F i g. 3 shows a curve I showing the relationship

den Strom in der Wicklung 16 zu begrenzen, ist dieser zwischen der Netzfrequenz / und dem Sicherheitsin Reihe mit einem Widerstand 15 geschaltet. In winkel angibt. Wie gesagt, wird nämlich der Sicher-F i g. 1 sind die Reihenresonanzkreise 11,12 zwischen 35 heitswinkel umgekehrt proportional der Netzdem Netz 10 und dem Organ 8 eingeschaltet, um, wie frequenz sein. Eine Zunahme wird deshalb — sowohl erwähnt, kleinere Störungen der Netzspannung vom in Graden wie auch in Sekunden gemessen — eine Organ 8 abzusperren. Wenn ein solcher Kreis vor- Verkürzung des Sicherheitswinkels zur Folge haben, handen ist, liegt es nahe, diesen Kreis, wie gezeigt, für Weil die Entionisierungszeiten der Ionenventile im den Zweck der Erfindung zu verwenden. 40 wesentlichen unabhängig von der Frequenz sind, istTo limit the current in the winding 16, this is between the mains frequency / and the safety in Series connected with a resistor 15. Indicates in angle. As I said, the Safe-F i g. 1, the series resonance circles 11, 12 between 35 degree angles are inversely proportional to the Netzdem Network 10 and the organ 8 switched on to be how frequency. An increase will therefore - both mentioned, minor disturbances of the mains voltage measured in degrees as well as in seconds - one Block off organ 8. If such a circle lead to a shortening of the safety angle, at hand, it makes sense to use this circle, as shown, for Because the deionization times of the ion valves in the to use the purpose of the invention. 40 are essentially independent of the frequency

Weiter sieht man, daß es bei Störungen in dem es wünschenswert, den Sicherheitswinkel — gemessen Störungsbereich, den der Kreis gegen das Organ 8 in Graden bei steigender Frequenz — zu erhöhen,
abzusperren vermag, unnötig ist, die Anordnung nach Als Beispiel ist in F i g. 3 ein Sicherheitswinkel vonIt can also be seen that in the event of disturbances in which it is desirable to increase the safety angle - measured disturbance range, which the circle against the organ 8 in degrees with increasing frequency,
able to shut off is unnecessary, the arrangement according to As an example is shown in FIG. 3 a safety angle of

der Erfindung einwirken zu lassen. Um einen Schwel- 18° bei der Normalfrequenz von 50 Hz gezeigt. Eine lenwert für das Signal nach der Erfindung zu schaffen, 45 Frequenzzunahme bis zu 51 Hz bringt eine Abnahme ist die Diode 20 eingesetzt. Diese hat einen gewissen des Sicherheitswinkels bis etwa 10° mit sich, was in Leitspannungsfall, und solange die Spannung vom diesem Fall als zulässig betrachtet wird. Eine weitere Gleichrichter 14 die Summe von diesem Leitspan- Abnahme des Sicherheitswinkels würde jedoch die nungsfall und dem Leitspannungsfall des Gleichrich- Kommutierung gefährden. Eine weitere Zunahme der ters unterschreitet, wird die Spannung über dem 50 Netzfrequenz muß deshalb ein Eingreifen bedingen, Widerstand 19 Null sein. Erst wenn die Störungen in und die Diode 20 ist deshalb so bemessen, daß die der Netzspannung so groß werden, daß die Spannung Spannung vom Gleichrichter 14 bei einer solchen Zuvom Gleichrichter 14 den Leitspannungsfall in der nähme bis zum Widerstand 19 reicht. Wie erwähnt, Diode 20 überschreitet, wird die Anordnung nach der muß eine Zunahme der Frequenz eine Zunahme des Erfindung eingreifen. An Stelle einer gewöhnlichen 55 Sicherheitswinkels mit sich bringen, weshalb das Diode 20 kann man sich denken, eine Zenerdiode Transformatorsystem 13 und die Widerstände 18, 19 oder einen Uni-junction-Transistor od. dgl. zu benut- so bemessen werden müssen, daß die Kurve I bei zuzen. Weiter ist die Verwendung der Diode 20 nicht nehmender Frequenz in den gestrichelten Kurvenauf alle Fälle begrenzt, wo der Resonanzkreis 11,12 zweig II übergeht.to let the invention act. Shown around a threshold 18 ° at the normal frequency of 50 Hz. One To create lenwert for the signal according to the invention, 45 frequency increase up to 51 Hz brings a decrease the diode 20 is inserted. This has a certain safety angle of up to about 10 °, which is in Master voltage case, and as long as the voltage from this case is considered to be permissible. Another Rectifier 14 the sum of this Leitspan- decrease in the safety angle would, however, the endanger the voltage drop and the control voltage drop of the rectifier commutation. Another increase in falls below, the voltage above the 50 mains frequency must therefore require intervention. Resistance 19 will be zero. Only when the interference in and the diode 20 is therefore dimensioned so that the the mains voltage so large that the voltage voltage from the rectifier 14 with such an Zuvom Rectifier 14 takes the lead voltage drop up to resistor 19. As mentioned, Diode exceeds 20, the arrangement after the must an increase in the frequency an increase in the Invention intervene. Instead of an ordinary 55 safety angle, why the Diode 20 can be imagined as a Zener diode transformer system 13 and the resistors 18, 19 or a uni-junction transistor or the like. To be used must be dimensioned so that the curve I at zuzen. Further, the use of the non-increasing frequency diode 20 is shown in the dashed curves limited all cases where the resonance circuit 11, 12 passes branch II.

am Organ 8 angeschlossen ist. Wie erwähnt, kann das 60 Ein Sinken der Netzfrequenz bedeutet, wie erOrgan 8 zufriedenstellend funktionieren, auch wenn wähnt, eine Zunahme des Sicherheitswinkels, und die die Kommutierungsspannung in einem kleineren Grad bisher beschriebene Anordnung wird den Sicherheitsvon der Sinusform abweicht, so daß es immer von winkel bei sinkender Frequenz noch mehr vergrößern. Bedeutung sein kann, einen gewissen Schwellenwert Die Kurve I wird deshalb bei sinkender Frequenz in für die Anordnung festzulegen. 65 den gestrichelten Kurvenzweig ΙΠ übergehen. Wie erWenn man aus irgendeinem Grund keinen Reso- wähnt, ist dies vollkommen unnötig; es ist daher die nanzkreis am Organ 8 angeschlossen hat, sondern Anordnung mit einem frequenzempfindlichen Relais dieses Organ direkt am Netz 10 angeschlossen ist, 21 zu versehen, das von der Netzfrequenz für Weg-is connected to organ 8. As mentioned, this can mean a decrease in the mains frequency, as can the organ 8 work satisfactorily, even if imagines an increase in the safety angle, and the the commutation voltage to a lesser degree described so far will reduce the safety of deviates from the sinusoidal shape, so that it always increases in angle with decreasing frequency. A certain threshold value can be important. The curve I is therefore in with decreasing frequency to be specified for the arrangement. 65 skip the dashed curve branch ΙΠ. How if if for some reason no answer is given, it is completely unnecessary; it is therefore the nanzkreis has connected to the organ 8, but arrangement with a frequency-sensitive relay this organ is connected directly to the network 10, 21 to be provided, which is dependent on the network frequency for path

schalten der Anordnung beeinflußt wird, wenn die Frequenz unter einen gewissen Wert sinkt.switching the arrangement is influenced when the frequency falls below a certain value.

Noch besser ist es jedoch, wie in F i g. 1 gezeigt ist, das frequenzempfindliche Relais 21 die Pole der Spannung vom Widerstand 19 mit Hilfe eines Wechselkontakts 22 umkehren zu lassen. Wenn es auch im Prinzip zweckmäßig scheint, den Sicherheitswinkel bei sinkender Frequenz zu verkleinern, weil die Entionisierungszeit der Ionenventile unabhängig von der Frequenz ist, so kann es doch aus anderen Gründen berechtigt sein, den Eingriff bei sinkender Frequenz abzuschwächen, so daß der unterste Kontaktteil im Wechselkontakt 22 an einer Anzapfung des Widerstandes 19 anstatt an dessen oberen Ende angeschlossen ist. Als Folge hiervon wird die Kurve I bei sinkender Frequenz in den gestrichelten Kurvenzweig IV übergehen.However, it is even better, as shown in FIG. 1 is shown, the frequency sensitive relay 21 the poles of the To reverse the voltage from the resistor 19 with the aid of a changeover contact 22. If it In principle, it also seems expedient to reduce the safety angle as the frequency decreases, because the deionization time of the ion valves is independent of the frequency, so it can be from others Reasons be justified to weaken the intervention with decreasing frequency, so that the lowest contact part connected in the changeover contact 22 to a tap of the resistor 19 instead of to its upper end is. As a result, curve I becomes the dashed curve branch when the frequency falls Skip IV.

In F i g. 3 umfaßt das Gebiet 49 bis 51 Hz den Frequenzbereich, wo die Anordnung nach der Erfindung durch die Einwirkung der Diode 20 unwirk- ao sam ist. Außerhalb dieses Bereichs wird die Anordnung dagegen eingreifen, und man sieht, daß es durch die Erfindung möglich wird, Störungen der Kommutierungsspannung zu kompensieren, so daß man mit einer Anordnung nach der Erfindung im großen und ganzen die Sicherheitswinkelsteuerung entsprechend einer normalen sinusförmigen Kommutierungsspannung ohne Rücksicht auf etwaige Störungen einstellen kann.In Fig. 3, the range from 49 to 51 Hz comprises the frequency range where the arrangement according to the invention by the action of the diode 20 is ineffective ao sam. Outside this area the arrangement intervene on the other hand, and it can be seen that the invention makes it possible to prevent disturbances in the commutation voltage to compensate, so that one with an arrangement according to the invention in large and adjust the entire safety angle control according to a normal sinusoidal commutation voltage regardless of any interference can.

Claims

Patent claims:

1. Control arrangement for inverters with control means for securing a desired Safety angle through which the various valve sections of the inverter commutate introductory, from the instantaneous values of the commutation voltages and from the direct current of the inverter derived pulses are supplied, characterized by additional control means connected to the AC network (10) and the existing control means (7, 8) are connected and on the input side resonance circuits that are at the same frequency as the alternating current network (10) are matched and band filters between the input and the output side the additional control means for the passage of abnormal voltages of the alternating current network form, and contain rectifiers on the output side, which with the control means (7, 8) are connected in such a way that an output voltage from the additional control means the direct current input voltage of the control means (7, 8) is added.

2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that the output circuit of the Rectifier (14) a device which ensures that only disturbances in the alternating current network above a certain size affect the first-mentioned control means, a smoothing capacitor (17) and a voltage divider (18, 19) are provided.

3. Control arrangement according to claim 2, characterized in that the device is a diode (20) is.

4. Control arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that between the Resonance circuits and the rectifiers (14) a transformer system (13) is switched on.

5. Control arrangement according to claim 4, characterized in that the resonance circuits as Series resonance circuits (11, 12) arranged and the primary windings (16) of the transformer system (13) connected in series with resistors (15) parallel to the series resonant circuits are.

6. Control arrangement according to claim 4, wherein the commutation voltage via series resonance circuits is connected to the control arrangement, characterized in that the transformer system (13) is connected in parallel to the series resonance circuits.

7. Control arrangement according to claim 1, characterized in that the resonance circuits as Parallel resonance circuits (11 ', 12') are arranged.

8. Control arrangement according to claim 1, characterized by a frequency-dependent relay (21), which is influenced by the grid voltage connected to the inverter and at a certain level Lowering the network frequency, the output voltage coming from the additional control means switches off or reverses their poles.

1 sheet of drawings 909 503/1277